JP3565675B2 - Tunnel excavation method and tunnel excavator - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カッタディスクにより切羽を掘削し、掘削土砂をホッパに集積し、集積した土砂を水と共に隔壁の外部に排出しながら掘削を行うトンネル掘削方法とトンネル掘削機に係り、特に湧水に対する対処方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル掘削機において、湧水対策を施したものとして、実公平２−２０３１６号公報に開示されたものがある。このトンネル掘削機は、図６に示すように、掘削機本体１９が、前胴３９、伸縮式の中胴４０、後胴３５が屈曲自在に接合されて構成され、前胴３９および後胴３５に流体圧パッキング３３、３４を設け、これらの流体圧パッキング３３、３４の内部に流体を圧入することによって膨張させ、坑壁７へ流体圧パッキング３３、３４を密着させることにより、掘削機本体３９と坑壁７との間の湧水の通過を阻むように構成したものである。
【０００３】
図６の流体圧パッキング３３、３４を設けたトンネル掘削機により掘削を行う場合、切羽３８等から湧水が生じた場合には、後胴３５に設けた流体圧パッキング３４を坑壁７に向けて膨出させ、この状態でスラストジャッキ６３を伸長させながらモータ５９によりカッタディスク５４を回転させ、カッタディスク５４により掘削した土砂を、隔壁４５とカッタディスク５４との間に設けたホッパ６０に落し、隔壁５４の外部に、流体式コンベアである排泥管６１により、取込口６５ａから水と共に搬出する。この場合、湧水は、土砂と共にホッパ６０から搬出される。
【０００４】
スラストジャッキ６３の１ストローク分の掘削が終了すると、前胴３９に設けた流体圧パッキング３３を坑壁７に向けて膨出させて切羽３８側からの湧水を止水し、後胴３５側の流体圧パッキング３４を縮小させる。そしてスラストジャッキ６３を収縮させ、中胴４０を収縮させて後胴３５側を切羽３８側に引き寄せる。そして再度後胴３５側の流体圧パッキング３４を膨出させ、前胴３９側流体圧パッキング３３を収縮させ、前述の掘削工程に入るという動作を繰り返すことにより、湧水のある硬岩層を掘削する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来のトンネル掘削機においては、流体圧パッキング３３、３４によって止水することにより、湧水が後方に漏れることを防止している。しかし、湧水が突発的に起こり、水圧の高い湧水が生じて隔壁４５とカッタディスク５４との間のチャンバ２に充満し、隔壁４５を押した場合、水圧によっては掘削機本体１９が後方に戻されることがあり、危険である。
【０００６】
また、突発的に多量の湧水が生じた場合、その湧水が掘削機本体１９と坑壁７との間を通って後方に移動し、掘削したトンネル内への湧水が続き、湧水に対する対応が遅れるという問題点がある。
【０００７】
また、いかなる水圧の湧水に対しても流体圧パッキング３３、３４による流体圧パッキング作用が有効に機能するためには、流体圧パッキング３３、３４に圧入する流体圧を、想定される湧水圧の最高圧に設定しなければならず、流体圧パッキング３３、３４を最高圧で膨張させることとなり、流体圧パッキング３３、３４の寿命を短命化するという問題点がある。
【０００８】
本発明は、上記した問題点に鑑み、突発的な大量の湧水が生じた場合においても、その湧水を外部に流出させることができ、掘削機本体内が大量の湧水が漏出し滞留することが防止でき、湧水によって掘削機本体が後方に押される事態の発生を回避できるトンネル掘削方法とトンネル掘削機を提供することを第１の目的とする。
【０００９】
本発明の第２の目的は、湧水を止めるために掘削機本体外周に設ける流体圧パッキングの寿命を延命化しうるトンネル掘削方法とトンネル掘削機を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１〜請求項４は上記第１の目的を達成するものであり、請求項１の発明は、掘削機本体の前部に設けたカッタディスクにより切羽を掘削し、
掘削した土砂を隔壁とカッタディスクとの間のチャンバ内に設けたホッパに集積させ、
該ホッパ内に隔壁の外部から送水ポンプにより水を供給すると共に、ホッパ内の泥水を土砂と共にサクションポンプにより排出し、
ホッパ内の水位により前記送水ポンプによる送水量を制御することにより、ホッパ内の水位を所定レベルに制御し、
ホッパ内水位の異常上昇時にサクションポンプによる排出量を増大させる
ことを特徴とするトンネル掘削方法である。
【００１１】
請求項２の発明は、掘削機本体の前面に設けられたカッタディスクと、
カッタディスクと隔壁との間に形成されるチャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、カッタディスクの回転により掘削された土砂を集積するホッパと、
該ホッパ内に水を供給する送水ポンプと、
前記ホッパ内の泥水を土砂と共に排出するサクションポンプと、
前記ホッパ内の水位を検出する水位検出手段と、
該水位検出手段により検出される水位により前記送水ポンプによる送水量を制御して該ホッパ内水位を所定レベルに保つ水位制御手段と、
ホッパ内水位の異常上昇時に前記サクションポンプによる排出量を増大させる排出制御装置とを備えた
ことを特徴とするトンネル掘削機である。
【００１２】
請求項３の発明は、掘削機本体の前面に設けたカッタディスクにより切羽を掘削し、
掘削した土砂を隔壁とカッタディスクとの間のチャンバ内に設けたホッパに集積させ、
該ホッパ内に隔壁の外部から送水ポンプにより水を供給すると共に、ホッパ内の泥水を土砂と共にサクションポンプにより排出し、
ホッパ内の水位により前記サクションポンプによる排出量を制御することにより、ホッパ内の水位を所定レベルに制御し、
ホッパ内水位の異常上昇時に送水ポンプによる送水量を減少または無くす
ことを特徴とするトンネル掘削方法である。
【００１３】
請求項４の発明は、掘削機本体の前面に設けられたカッタディスクと、
カッタディスクと隔壁との間に形成されるチャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、カッタディスクの回転により掘削された土砂を集積するホッパと、
該ホッパ内に水を供給する送水ポンプと、
前記ホッパ内の泥水を土砂と共に排出するサクションポンプと、
前記ホッパ内の水位を検出する水位検出手段と、
該水位検出手段により検出される水位により前記サクションポンプによる排出量を制御して該ホッパ内水位を所定レベルに保つ水位制御手段と、
ホッパ内水位の異常上昇時に前記送水ポンプによる送水量を減少または無くす送水制御装置とを備えた
ことを特徴とするトンネル掘削機である。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１または３に記載のトンネル掘削方法において、
前記掘削機本体の外周側スキンプレートに、全周にわたって凹部を設け、
該凹部に、内部に流体を圧入することにより膨張して坑壁に押し付けられることにより、切羽からの湧水を止める流体圧パッキングを設け、
チャンバ内水位の異常上昇時に、その水位が高い程前記流体圧パッキング内に供給する流体圧を高くする
ことを特徴とするトンネル掘削方法である。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項２または４に記載のトンネル掘削機において、
前記掘削機本体の外周側スキンプレートに、全周にわたって設けた凹部と、
該凹部に設けられ、内部に流体を圧入することにより膨張して坑壁に押し付けられることにより、切羽からの湧水を止める流体圧パッキングと、
チャンバ内水位の異常上昇を検出する水位検出手段と、
該水位検出手段により水位以上が検出された際に、その水位が高い程前記流体圧パッキングに供給する流体圧を大とする流体圧制御手段とを備えた
ことを特徴とするトンネル掘削機である。
【００１６】
【作用】
請求項１ないし４においては、通常のホッパ内の水位制御は送水ポンプまたはサクションポンプの流量制御により行い、突発的な湧水によりホッパ内（チャンバ内）水位が通常制御では制御できないレベルにまで達すると、サクションポンプの排出量を増大させるか、あるいは送水ポンプの送水量を減少あるいはゼロとする。
【００１７】
請求項５、６においては、チャンバ内の水位の異常上昇時には、その水位に応じて掘削機本体外周の流体圧パッキングの流体圧を変化させることにより、流体圧パッキングには湧水の水圧に適した流体圧が供給され、不必要に高い流体圧が流体圧パッキングに供給されない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明によるトンネル掘削方法を実施するトンネル掘削機の一実施例を示す縦断面図、図２は該トンネル掘削機の構成図、図３は該実施例の前部の拡大断面図、図４（Ａ）は流体圧パッキングを示す図３のＡ部拡大図である。
【００１９】
図１において、１９は鋼材でなる円筒状の掘削機本体であり、本例においては、前胴３９、中胴４０、後胴３５によりそれぞれ中折れ部４１、４２において屈曲可能に接合させて構成しているが、一体構造としても良い。中胴４０は前部筒（内筒）４０ａと後部筒（外筒）４０ｂとが摺動自在に嵌合され、掘削機本体１９の内面に添って複数本配設されたスラストジャッキ６３により中胴４０の伸縮がなされると共に、スラストジャッキ６３のストローク差により、中折れ部４２における屈曲角が設定される。前胴３９と中胴４０との中折れ角は、両者間に掘削機本体１９の内面に添って複数本配設された中折れジャッキ７３のストローク差により設定される。
【００２０】
７０は前部筒４０ａに設けられたフロントグリッパ、７１は後胴３５に設けられたリヤーグリッパであり、それぞれ掘削機本体１９から坑壁７に突出させて圧接させることにより、地山に掘削機本体１９の前部、後部を固定するものである。なお、本実施例においては、フロントグリッパ７０を実公平２−２０３１６号公報に記載のように前胴３９に設けるのではなく、前部筒４０ａに設け、また、スラストジャッキ６３の前端を前部筒４０ａに連結することにより、隔壁４５近傍のスペースを広くして隔壁４５に設ける出入り口を広くし、これにより、カッタディスク５４のカッタ５１の摩耗による交換が容易となるように構成している。
【００２１】
カッタディスク５４は、前胴３９の隔壁４５より前方にカッターシール４３、４４を設けて回転自在に取付けられ、カッタディスク５４と隔壁４５との間にはチャンバ２が形成される。カッタディスク５４にはカッタ５１とバケット５４ａが取付けられる。隔壁４５の左右には、カッタディスク５４を回転駆動するための駆動モータ５９が取付けられ、駆動力伝達機構（図示せず）によりカッタディスク５４が回転されるように構成される。
【００２２】
チャンバ２内には、隔壁４５に固定して、カッタディスク５４による掘削土砂を集積させるホッパ６０が設けられる。１１はホッパ６０内に水を供給する送水装置であり、該送水装置１１は、図２に示す地上の送水タンク１２と、送水管１４と、送水ポンプ１５と、開閉バルブ１７とからなり、送水管１４は前記隔壁４５を貫通し、ホッパ６０内の前方の底部において、噴出口１３を後向きに配置し、これにより土砂が水により押されて容易に搬出できるようにしている。
【００２３】
６１はホッパ６０内の掘削土砂を水と共に隔壁４５の外部に排出する排泥管であり、該排泥管６１の吸込口６１ａは、ホッパ６０内において前記噴出口１３に対向して設ける。排泥管６１には、開閉バルブ２８と、サクションポンプ２１が設けられる。サクションポンプ２１の吐出側には、上流側から、クラッシャ２２、オープンタンク２３および排泥ポンプ２４が順次配置され、各々の間は排泥管６１ｂ〜６１ｄにより接続され、排泥ポンプ２４の吐出側排泥管６１ｅは地上の処理装置２９に接続される。
【００２４】
４はホッパ６０内の水位検出手段としてホッパ６０の底部に設けた水圧計であり、該水圧計４の検出信号を送る信号ケーブル２６ａ、２６ｂは、それぞれ送水ポンプ１５の制御装置１５ａと、サクションポンプ２１の制御装置２１ａに接続されている。本例においては、該水圧計４と信号ケーブル２６ａと送水ポンプ１５の制御装置１５ａとホッパ６０内の水位を所定レベルに保つ水位制御手段を構成している。また、サクションポンプ２１の制御装置２１ａとにより、湧水による異常増水時の排出制御手段を構成している。
【００２５】
掘削機本体１９の外周のスキンプレートには、全周にわたって図４（Ａ）に示すように凹部１９ａが形成され、該凹部１９ａに、流体圧パッキング３３が全周一体にエンドレスに設けられている。本例においては、該流体圧パッキング３３の両側にプレート３３ｂを重ね、ボルト３３ｃによってプレート３３ｂと共に流体圧パッキング３３の両側を固定することにより、流体圧パッキング３３の内側に、注水管３３ｄから注水することにより流体圧パッキング３３を膨出させる圧力室３３ａを形成している。
【００２６】
図２に示すように、流体圧パッキング３３に圧送する流体である水を供給する装置８は、オープンタンク２３の水を前記圧力室３３ａに供給するための前記注水管３３ｄと、該注水管３３ｄに設けられ、制御装置９ａを有する注水ポンプ９と、開閉バルブ１０とからなる。
【００２７】
図２、図３、図４（Ａ）において、５は圧力室３３ａ内の圧力を検出する圧力計であり、該圧力計５の検出信号を送る信号ケーブル２７は、圧力室３３ａの流体圧を制御するための流体圧コントローラ８０に接続され、また、前記水圧計４の検出信号を送る信号ケーブル２５が該流体圧コントローラ８０に接続されている。
【００２８】
前記圧力室３３ａには、その中の流体（水）の圧力が高すぎる場合に水抜きを行うため、開閉バルブ３０を有する水抜き管２０の一端が接続され、該水抜き管２０の他端はオープンタンク２３に接続されている。前記流体圧コントローラ８０の制御信号は、注水ポンプ９の制御装置９ａと、開閉バルブ１０、３０の開閉装置に加えられる。
【００２９】
図４（Ｂ）は前記流体圧コントローラ８０の構成を示す図であり、該コントローラ８０は、水圧計４の検出信号から図４（Ｃ）に示すように、通常の水位の範囲Ｅの上限Ｌ１（あるいはこの上限Ｌ１より所定レベル高い）の水位を超えることを表示する検出信号が発生した場合に、湧水と判断して圧力室３３ａの設定信号Ｐ１を発生させる圧力信号発生手段８１と、該圧力信号発生手段８１による設定信号Ｐ１と圧力計５による圧力室３３ａの圧力検出信号Ｐ２とを比較する比較制御手段８２と、比較結果の偏差がある場合にＰ１＝Ｐ２となるように前記注水ポンプ９の制御装置９ａに起動、停止信号を送ると共に、開閉バルブ１０、３０に開閉信号を送るドライバ回路８３と、通常の水位の範囲Ｅの上限Ｌ１の水位を超えることを表示する検出信号が発生した場合に、ドライバ回路８３の入力回路を、手動操作装置８５側の出力側から比較制御手段８２の出力側に切り換えるスイッチ回路８４からなるものである。
【００３０】
このトンネル掘削機の作動は次のようになされる。まず、開閉バルブ１７を開き、送水ポンプ１５の作動により送水タンク１２内の水を送水管１４を介してホッパ６０に送る。そしてある程度ホッパ６０内の水位Ｌが上がった時点で排泥管６１に設けた開閉バルブ２８を開くと共に、サクションポンプ２１を作動させる。そして所定のレベルに水位Ｌが保たれるように送水量を制御する。
【００３１】
この状態として、駆動モータ５９の運転によりカッタディスク５４を回転させ、カッタ５１が切羽３８を掘削する。掘削された土砂３はバケット５４ａに載り、カッタディスク５４の回転によって周期的にホッパ６０に落下する。落下した土砂は、送水管１４によって予めホッパ６０内に供給された水６と共に、回転するサクションポンプ２１の回転力により吸引される。吸引された土砂は、クラッシャ２２に送られ、クラッシャ２２で処理した後、オープンタンク２３に送られる。オープンタンク２３の送られた土砂は、排泥ポンプ２４により処理装置２９に排出される。
【００３２】
このようなサクションポンプ２１による土砂の排出を行う場合、ホッパ６０に集積される土砂３と送水量と、排出される水量とがアンバランスとなり、水位Ｌが下がって空気を吸込み、排出ができなくなる事態の発生を防止する必要がある。このため、水圧計４により検出される信号を信号ケーブル２６ａによって送水ポンプ１５の制御部１５ａに伝送し、送水ポンプ１５の単位時間ｔ当りの送水量Ｑの制御を行う。この送水量Ｑの制御は、図５（Ａ）に示すように、水位Ｌが高いほど送水量を減少させるように行うことによって、水位を所定のレベルに維持する。
【００３３】
湧水の発生が作業員によって確認された場合、図４（Ｂ）に示した手動操作装置８５を操作して注水ポンプ９の作動、開閉バルブ１０の開閉を行って流体圧パッキング３３を膨張させて止水する。この場合、圧力計５の表示を監視できるようにしておいて、漏水の程度に応じた流体圧が設定されるようにする。
【００３４】
湧水により、図３に示すように、水位ＬがＬ’のように上昇すると、通常の水位レベルＬにおける水圧計４からの深さＨから深さがΔＨだけ増えたＨ’となり、このため、水圧計４の検出信号が増大する。ここで、水位がＬ１を超えると、流体圧パッキング３３が膨出しているか否かに拘らず、図４（Ｂ）のスイッチ回路８４が比較制御手段８２側に自動的に切り換わり、流体圧コントローラ８０により開閉バルブ１０を開け、かつ注水ポンプ９を作動させて流体圧パッキング３３の圧力室３３ａに水を供給して流体圧パッキング３３を地山７に押し付けることにより、湧水が掘削機本体１９の後方に流れることを防止する。
【００３５】
また、図５（Ａ）に示すように、水位がＬ１以下である場合にはサクションポンプ２１による排出量を一定（制御線ｃで示す）または水位増大と共に増加（制御線ｄで示す）させることとし、この範囲Ｅを超える（すなわち水位がＬ１を超える）と、排出量をｅで示すように通常範囲Ｅより排出量を増やすか、あるいは水位に対する割合を増やす制御を行うことにより、突発的な湧水による水位の急激な増大を防止することができる。
【００３６】
図５（Ｂ）は水位制御の他の例であり、本例においては、ホッパ６０内の水位Ｌが通常範囲の上限Ｌ１を超えた場合等には、線ｇ、ｈに示すように、サクションポンプ２１を最大流量に設定し、送水量をゼロにしたものである。このように設定すれば、より迅速に通常範囲Ｅに戻すことが可能となる。この他、送水量や排出量を段階的に増減させる方法もあり、また、図５（Ａ）の制御線ｅと図５（Ｂ）の制御線ｈの組み合わせや、図５（Ａ）の制御線ｆと図５（Ｂ）の制御線ｇの組み合わせ等、種々の制御態様を採用することができる。
【００３７】
ここで、図４（Ｃ）に示すように、ホッパ６０の水位の増大、すなわち水圧計４の検出信号に呼応して流体圧パッキング３３の圧力室３３ａへの水圧を増大させ、図４（Ｂ）に示すように、圧力信号発生手段８１による設定信号Ｐ１と圧力計５による圧力室３３ａの圧力検出信号Ｐ２とを比較してＰ１＝Ｐ２となるまで前記注水ポンプ９の注水を行い、圧力室３３ａの水圧を制御することにより、湧水の圧力に応じた流体圧を設定できる。また、圧力室３３ａの水圧が湧水圧に対して高すぎる場合には、流体圧コントローラ８０は開閉バルブ３０を開いて圧力室３３ａ内の水の一部をオープンタンク２３に逃がして水圧を低下させる。これにより必要以上の流体圧が流体圧パッキング３３に供給されることにより生じる流体圧パッキング３３の短命化を防ぐことができる。
【００３８】
なお圧力室３３ａに供給する流体としては水ではなく空気を使用することができる。
【００３９】
図５（Ｃ）、（Ｄ）はホッパ６０内水位Ｌの他の制御例であり、これらは、通常の水位レベルの範囲Ｅにおいては、主としてサクションポンプ２１の排出量を制御線ｉで示すように変化させることによって水位Ｌを所定レベルに制御し、かつ送水量Ｑは制御線ｊで示すようにほぼ一定とし、湧水発生により、通常範囲Ｅの上限レベルＬ１を超えた場合等においては、図５（Ｃ）の制御線ｈに示すように、送水量Ｑをゼロにして排出量を制御線ｅで示すように増大させるか、あるいは図５（Ｄ）の制御線ｇに示すように、サクションポンプ２１の排出量を最大限に増大させ、かつ制御線ｆに示すように送水量を水位上昇に伴って減少させる等の制御を行うものである。このようにポンプ１５、２１を制御しても、湧水によりチャンバ２内が充満し、なおかつ湧水が隔壁４５を押して掘削機本体１９を後方に押すという危険の発生を防止できる。
【００４０】
なお、上記実施例においては、掘削機本体１９の外周の１箇所に流体圧パッキング３３を設けた例について示したが、実公平２−２０３１６号公報に示したように、前胴３９と後胴３５にそれぞれ流体圧パッキングを設け、地山に対して移動していない流体圧パッキングのみを坑壁７に当接させるような制御を行ってもよい。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項４によれば、突発的な湧水によりホッパ内（チャンバ内）水位が通常制御では制御できないレベルにまで達すると、サクションポンプの排出量を増大させるか、あるいは送水ポンプの送水量を減少あるいはゼロとするようにしたので、突発的に大量の湧水が生じた場合においても、その湧水を外部に流出させることができ、掘削機本体内が大量の湧水が漏出し滞留することが防止できる。また、湧水がチャンバ内に充満して掘削機本体が後方に押されるという危険を回避することができる。
【００４２】
また、湧水に対して、専用のポンプ等の特別の設備を必要としないので、経済的に実施できる。
【００４３】
また、掘進停止時においては、水圧計等の水位検出手段、流体圧パッキングへの流体供給手段、排出ライン等が作動できるように電源を入れておくことにより、湧水量に応じてサクションポンプによる自動排出が可能であり、安全性が高まる。
【００４４】
また、請求項３、４のように、湧水による異常水位上昇時には送水ポンプによる送水量を減少または無くすことにより、湧水による土砂の排出が可能となり、ホッパ内への供給水の量を減少あるいは無くすることができ、経済的である。
【００４５】
請求項５、６によれば、チャンバ内の水位の異常上昇時には、その水位に応じて掘削機本体外周の流体圧パッキングの流体圧を変化させることにより、流体圧パッキングには湧水の水圧に適した流体圧が供給され、不必要に高い流体圧が流体圧パッキングに供給されないようにしたので、湧水を止めるために掘削機本体外周に設ける流体圧パッキングの寿命を延命化しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるトンネル掘削方法を実施するトンネル掘削機の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１の実施例のトンネル掘削機の構成図である。
【図３】図１の実施例のトンネル掘削機の前部の拡大断面図である。
【図４】（Ａ）は流体圧パッキングを示す図３のＡ部拡大図、（Ｂ）は流体圧コントローラの構成図、（Ｃ）は流体圧コントローラの制御を説明する水位と圧力室設定圧力信号との関係図である。
【図５】（Ａ）ないし（Ｄ）は図１ないし図３の実施例におけるホッパ内水位制御態様を説明する水位と送水量および排出量との関係図である。
【図６】従来のトンネル掘削機を示す縦断面図である。
【符号の説明】
２：チャンバ、４：水圧計、５：圧力計、６：水、７：坑壁、８：注水装置、９：注水ポンプ、９ａ：制御装置、１０、３０：開閉バルブ、１１：送水装置、１２：送水タンク、１４：送水管、１５：送水ポンプ、１５ａ：制御装置、１９：掘削機本体、２０：水抜き管、２１：サクションポンプ、２１ａ：制御装置、２２：クラッシャ、２３：オープンタンク、２４：排泥ポンプ、２５、２６ａ、２６ｂ、２７：信号ケーブル、２９：処理装置、３３：流体圧パッキング、３３ａ：圧力室、３５：後胴、３９：前胴、４０：中胴、４０ａ：前部筒、４０ｂ：後部筒、４１、４２：中折れ部、４５：隔壁、５４：カッタディスク、５９：カッタディスク回転用駆動モータ、６０：ホッパ、６１：排泥管、７０：フロントグリッパ、７１：リヤーグリッパ、８０：流体圧コントローラ、８１：圧力信号発生手段、８２：比較制御手段、８３：ドライバ回路、８４：スイッチ回路、８５：手動操作回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a tunnel excavation method and a tunnel excavator for excavating a face by a cutter disc, accumulating excavated earth and sand in a hopper, and excavating while accumulating the accumulated earth and sand together with water to the outside of a bulkhead, and particularly to a spring water. The coping method and the device.
[0002]
[Prior art]
In a tunnel excavator, a countermeasure against spring water is disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 2-20316. As shown in FIG. 6, the tunnel excavator has an excavator body 19 in which a front trunk 39, a telescopic middle trunk 40, and a rear trunk 35 are flexibly joined to each other. The hydraulic packings 33 and 34 are provided on the excavator main body 39 by injecting a fluid into the hydraulic packings 33 and 34 to expand the hydraulic packings 33 and 34 and bringing the hydraulic packings 33 and 34 into close contact with the pit wall 7. It is configured so as to prevent the passage of spring water between the pit and the pit wall 7.
[0003]
When excavation is performed by a tunnel excavator provided with the hydraulic packings 33 and 34 in FIG. 6, when spring water is generated from the face 38 or the like, the hydraulic packing 34 provided on the rear body 35 is directed toward the pit wall 7. The cutter disc 54 is rotated by the motor 59 while the thrust jack 63 is extended in this state, and the earth and sand excavated by the cutter disc 54 is dropped into a hopper 60 provided between the partition wall 45 and the cutter disc 54. The fluid is conveyed to the outside of the partition wall 54 together with the water from the intake port 65a by the exhaust pipe 61 which is a fluid type conveyor. In this case, the spring water is carried out of the hopper 60 together with the earth and sand.
[0004]
When the excavation for one stroke of the thrust jack 63 is completed, the fluid pressure packing 33 provided on the front body 39 is swelled toward the pit wall 7 to stop spring water from the face 38 side, and the rear body 35 side Hydraulic packing 34 is reduced. Then, the thrust jack 63 is contracted, the middle trunk 40 is contracted, and the rear trunk 35 side is drawn toward the face 38 side. Then, the fluid pressure packing 34 on the rear trunk 35 side is expanded again, the fluid pressure packing 33 on the front trunk 39 side is contracted, and the above-described excavation process is repeated to excavate the hard rock layer with spring water. .
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional tunnel excavator, the spring is prevented from leaking backward by stopping the water with the fluid pressure packings 33 and 34. However, when spring water suddenly occurs, spring water with high water pressure is generated and fills the chamber 2 between the partition wall 45 and the cutter disk 54, and when the partition wall 45 is pushed, the excavator body 19 is moved backward depending on the water pressure. Is dangerous.
[0006]
In addition, when a large amount of spring water suddenly occurs, the spring water moves backward through the space between the excavator body 19 and the pit wall 7, and continues into the excavated tunnel. There is a problem that the response to is delayed.
[0007]
Also, in order for the fluid pressure packing 33, 34 to function effectively for the spring water of any water pressure, the fluid pressure to be injected into the fluid pressure packings 33, 34 must be adjusted to the expected spring pressure. The maximum pressure must be set, and the hydraulic packings 33 and 34 are expanded at the maximum pressure, which causes a problem that the life of the hydraulic packings 33 and 34 is shortened.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and even when a sudden large amount of spring water is generated, the spring water can flow out to the outside, and a large amount of spring water leaks and stays inside the excavator body. It is a first object of the present invention to provide a tunnel excavation method and a tunnel excavator that can prevent the excavator body from being pushed backward by spring water.
[0009]
A second object of the present invention is to provide a tunnel excavation method and a tunnel excavator capable of extending the life of a fluid pressure packing provided on the outer periphery of an excavator body to stop spring water.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Claims 1 to 4 achieve the first object, and the invention according to claim 1 excavates a face by a cutter disk provided at a front portion of an excavator body,
The excavated earth and sand is accumulated in a hopper provided in the chamber between the bulkhead and the cutter disk,
While supplying water to the hopper from outside the partition by a water supply pump, muddy water in the hopper is discharged together with earth and sand by a suction pump,
By controlling the amount of water supplied by the water supply pump according to the water level in the hopper, the water level in the hopper is controlled to a predetermined level,
A tunnel excavation method characterized by increasing the amount of discharge by a suction pump when the water level in a hopper rises abnormally.
[0011]
The invention according to claim 2 is a cutter disk provided on a front surface of the excavator body,
A chamber formed between the cutter disk and the partition,
A hopper provided in the chamber and accumulating earth and sand excavated by rotation of the cutter disk;
A water pump for supplying water into the hopper,
A suction pump for discharging muddy water in the hopper together with earth and sand,
Water level detecting means for detecting a water level in the hopper,
Water level control means for controlling the water supply amount by the water supply pump based on the water level detected by the water level detection means to keep the water level in the hopper at a predetermined level;
A tunnel excavator comprising: a discharge control device that increases a discharge amount of the suction pump when a water level in a hopper rises abnormally.
[0012]
In the invention according to claim 3, the cutting face is excavated by the cutter disk provided on the front surface of the excavator body,
The excavated earth and sand is accumulated in a hopper provided in the chamber between the bulkhead and the cutter disk,
While supplying water to the hopper from outside the partition by a water supply pump, muddy water in the hopper is discharged together with earth and sand by a suction pump,
By controlling the discharge amount by the suction pump according to the water level in the hopper, the water level in the hopper is controlled to a predetermined level,
A tunnel excavation method characterized by reducing or eliminating the amount of water supplied by a water supply pump when the water level in a hopper rises abnormally.
[0013]
The invention according to claim 4 is a cutter disk provided on a front surface of the excavator body,
A chamber formed between the cutter disk and the partition,
A hopper provided in the chamber and accumulating earth and sand excavated by rotation of the cutter disk;
A water pump for supplying water into the hopper,
A suction pump for discharging muddy water in the hopper together with earth and sand,
Water level detecting means for detecting a water level in the hopper,
Water level control means for controlling the discharge amount by the suction pump based on the water level detected by the water level detection means to keep the water level in the hopper at a predetermined level;
A tunnel excavator comprising: a water supply control device that reduces or eliminates the amount of water supplied by the water supply pump when the water level in the hopper rises abnormally.
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, in the tunnel excavation method according to the first or third aspect,
On the outer peripheral side skin plate of the excavator body, a recess is provided over the entire circumference,
The concave portion is provided with a fluid pressure packing that stops spring water from the face by being expanded by being pressurized with a fluid and pressed against the pit wall,
A tunnel excavation method characterized in that when the water level in the chamber rises abnormally, the higher the water level, the higher the fluid pressure supplied into the fluid pressure packing.
[0015]
The invention according to claim 6 is the tunnel excavator according to claim 2 or 4,
On the outer peripheral side skin plate of the excavator body, a recess formed over the entire circumference,
Fluid pressure packing that is provided in the concave portion, expands by pressing a fluid into the inside, and is pressed against a pit wall, thereby stopping spring water from the face.
Water level detection means for detecting an abnormal rise in the water level in the chamber;
And a fluid pressure control means for increasing the fluid pressure supplied to the fluid pressure packing when the water level is higher than the water level detected by the water level detection means. .
[0016]
[Action]
In claims 1 to 4, the normal water level control in the hopper is performed by controlling the flow rate of a water supply pump or a suction pump, and the water level in the hopper (in the chamber) reaches a level that cannot be controlled by the normal control due to sudden spring water. Then, the discharge amount of the suction pump is increased, or the water supply amount of the water supply pump is reduced or set to zero.
[0017]
In the fifth and sixth aspects, when the water level in the chamber rises abnormally, the fluid pressure of the fluid pressure packing on the outer periphery of the excavator body is changed according to the water level, so that the hydraulic pressure is suitable for the spring water pressure. Fluid pressure is supplied and unnecessarily high fluid pressure is not supplied to the hydraulic packing.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a tunnel excavator for implementing a tunnel excavation method according to the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of the tunnel excavator, FIG. 3 is an enlarged sectional view of a front part of the embodiment. FIG. 4A is an enlarged view of a portion A of FIG. 3 showing the fluid pressure packing.
[0019]
In FIG. 1, reference numeral 19 denotes a cylindrical excavator main body made of a steel material. In this example, the excavator body 19 is configured to be bendably joined at front bending portions 41 and 42 by a front trunk 39, a middle trunk 40, and a rear trunk 35, respectively. However, it may be an integral structure. The middle body 40 is provided with a front cylinder (inner cylinder) 40a and a rear cylinder (outer cylinder) 40b which are slidably fitted to each other, and are provided with a plurality of thrust jacks 63 arranged along the inner surface of the excavator body 19. The trunk 40 expands and contracts, and the stroke difference of the thrust jack 63 sets the bending angle of the middle bent portion 42. The angle at which the front trunk 39 and the middle trunk 40 are bent is set by the stroke difference between a plurality of the middle bent jacks 73 arranged between the two along the inner surface of the excavator body 19.
[0020]
Reference numeral 70 denotes a front gripper provided on the front cylinder 40a, and 71 denotes a rear gripper provided on the rear trunk 35. The rear gripper 70 projects from the excavator body 19 to the pit wall 7 and is brought into pressure contact with the excavator. The front part and the rear part of the main body 19 are fixed. In the present embodiment, the front gripper 70 is not provided on the front body 39 as described in Japanese Utility Model Publication No. Hei 2-20316, but is provided on the front cylinder 40a, and the front end of the thrust jack 63 is connected to the front part. By connecting to the cylinder 40a, the space in the vicinity of the partition wall 45 is widened, and the entrance provided in the partition wall 45 is widened, whereby the replacement of the cutter disk 54 due to wear of the cutter 51 is facilitated.
[0021]
The cutter disk 54 is provided rotatably with cutter seals 43 and 44 provided in front of the partition wall 45 of the front body 39, and the chamber 2 is formed between the cutter disk 54 and the partition wall 45. The cutter 51 and the bucket 54a are attached to the cutter disk 54. Drive motors 59 for rotating the cutter disk 54 are mounted on the left and right sides of the partition wall 45, and the cutter disk 54 is configured to be rotated by a driving force transmission mechanism (not shown).
[0022]
A hopper 60 fixed to the partition wall 45 and accumulating excavated earth and sand by the cutter disk 54 is provided in the chamber 2. Reference numeral 11 denotes a water supply device for supplying water into the hopper 60. The water supply device 11 includes a water supply tank 12, a water supply pipe 14, a water supply pump 15, and an open / close valve 17 shown in FIG. The water pipe 14 penetrates the partition wall 45, and the jet port 13 is disposed rearward at the front bottom in the hopper 60, so that the earth and sand can be pushed out by water and easily carried out.
[0023]
Reference numeral 61 denotes a drain pipe for discharging the excavated earth and sand in the hopper 60 to the outside of the partition wall 45 together with water. A suction port 61 a of the drain pipe 61 is provided in the hopper 60 so as to face the jet port 13. The opening and closing valve 28 and the suction pump 21 are provided in the exhaust pipe 61. On the discharge side of the suction pump 21, a crusher 22, an open tank 23 and a mud pump 24 are sequentially arranged from the upstream side, and the crusher 22, the open tank 23 and the mud pump 24 are connected to each other by mud pipes 61 b to 61 d. The exhaust pipe 61e is connected to the processing unit 29 on the ground.
[0024]
Reference numeral 4 denotes a water pressure gauge provided at the bottom of the hopper 60 as water level detection means in the hopper 60. Signal cables 26a and 26b for transmitting a detection signal of the water pressure gauge 4 are respectively provided with a control device 15a of the water pump 15 and a suction pump. 21 is connected to the control device 21a. In this embodiment, the water pressure gauge 4, the signal cable 26a, the control device 15a of the water supply pump 15, and the water level control means for maintaining the water level in the hopper 60 at a predetermined level are configured. In addition, the control device 21a of the suction pump 21 constitutes a discharge control unit when the water is abnormally increased due to spring water.
[0025]
As shown in FIG. 4A, a concave portion 19a is formed on the skin plate on the outer periphery of the excavator body 19 over the entire periphery, and the fluid pressure packing 33 is provided in the concave portion 19a integrally and endlessly on the entire periphery. . In this example, the plate 33b is placed on both sides of the hydraulic packing 33, and both sides of the hydraulic packing 33 are fixed together with the plate 33b with bolts 33c, so that water is injected from the water injection pipe 33d into the inside of the hydraulic packing 33. Thus, a pressure chamber 33a for expanding the fluid pressure packing 33 is formed.
[0026]
As shown in FIG. 2, the device 8 for supplying water, which is a fluid to be pumped to the fluid pressure packing 33, includes the water supply pipe 33d for supplying the water in the open tank 23 to the pressure chamber 33a, and the water supply pipe 33d. And a water injection pump 9 having a control device 9a, and an opening / closing valve 10.
[0027]
2, 3 and 4A, reference numeral 5 denotes a pressure gauge for detecting the pressure in the pressure chamber 33a, and a signal cable 27 for transmitting a detection signal of the pressure gauge 5 measures the fluid pressure in the pressure chamber 33a. A signal cable 25 for transmitting a detection signal of the water pressure gauge 4 is connected to the fluid pressure controller 80 for controlling the fluid pressure controller 80.
[0028]
One end of a drain pipe 20 having an open / close valve 30 is connected to the pressure chamber 33a in order to drain the water when the pressure of the fluid (water) therein is too high. Is connected to the open tank 23. The control signal of the fluid pressure controller 80 is applied to the control device 9a of the water injection pump 9 and the opening / closing devices of the opening / closing valves 10 and 30.
[0029]
FIG. 4B is a diagram showing a configuration of the fluid pressure controller 80. The controller 80 detects the upper limit L1 of the normal water level range E from the detection signal of the water pressure gauge 4 as shown in FIG. When a detection signal indicating that the water level exceeds (or a predetermined level higher than the upper limit L1) is generated, a pressure signal generating means 81 which determines that the water is springing and generates a setting signal P1 of the pressure chamber 33a; Comparison control means 82 for comparing the set signal P1 from the pressure signal generation means 81 with the pressure detection signal P2 of the pressure chamber 33a from the pressure gauge 5, and the injection pump so that P1 = P2 if there is a deviation in the comparison result. 9, a driver circuit 83 that sends a start / stop signal to the control device 9a and sends an open / close signal to the open / close valves 10 and 30 and indicates that the water level exceeds the upper limit L1 of the normal water level range E. If the output signal is generated, the input circuit of the driver circuit 83, is made of a switching circuit 84 for switching the output side of the comparison control means 82 from the output side of the manual operation device 85 side.
[0030]
The operation of this tunnel excavator is performed as follows. First, the open / close valve 17 is opened, and the water in the water tank 12 is sent to the hopper 60 via the water pipe 14 by the operation of the water pump 15. Then, when the water level L in the hopper 60 has risen to some extent, the opening / closing valve 28 provided in the exhaust pipe 61 is opened and the suction pump 21 is operated. Then, the water supply amount is controlled so that the water level L is maintained at a predetermined level.
[0031]
In this state, the cutter disk 54 is rotated by the operation of the drive motor 59, and the cutter 51 excavates the face 38. The excavated earth and sand 3 is placed on the bucket 54 a and periodically falls into the hopper 60 by the rotation of the cutter disk 54. The fallen earth and sand is sucked by the rotational force of the rotating suction pump 21 together with the water 6 previously supplied into the hopper 60 by the water supply pipe 14. The sucked earth and sand is sent to the crusher 22, processed by the crusher 22, and then sent to the open tank 23. The earth and sand sent from the open tank 23 is discharged to a processing device 29 by a drainage pump 24.
[0032]
When the earth and sand are discharged by the suction pump 21 as described above, the earth and sand 3 accumulated in the hopper 60, the amount of water sent, and the amount of discharged water are unbalanced, and the water level L decreases so that air is sucked and cannot be discharged. It is necessary to prevent a situation from occurring. Therefore, the signal detected by the water pressure gauge 4 is transmitted to the control unit 15a of the water pump 15 via the signal cable 26a, and the water supply amount Q of the water pump 15 per unit time t is controlled. As shown in FIG. 5 (A), the control of the water supply amount Q is performed such that the water supply amount is reduced as the water level L increases, thereby maintaining the water level at a predetermined level.
[0033]
When the generation of spring water is confirmed by the operator, the water injection pump 9 is operated by operating the manual operation device 85 shown in FIG. 4B and the opening and closing valve 10 is opened and closed to expand the fluid pressure packing 33. And stop the water. In this case, the display of the pressure gauge 5 can be monitored, and the fluid pressure according to the degree of water leakage is set.
[0034]
As shown in FIG. 3, when the water level L rises as shown by L ′ due to spring water, the depth becomes H ′, which is increased by ΔH from the depth H from the water pressure gauge 4 at the normal water level L. , The detection signal of the water pressure gauge 4 increases. Here, when the water level exceeds L1, the switch circuit 84 in FIG. 4B automatically switches to the comparison control means 82 side regardless of whether or not the fluid pressure packing 33 swells, and the fluid pressure controller The opening / closing valve 10 is opened by 80, and the water injection pump 9 is operated to supply water to the pressure chamber 33a of the fluid pressure packing 33 and press the fluid pressure packing 33 against the ground 7, so that the spring water generates the excavator body 19 To prevent it from flowing backwards.
[0035]
In addition, as shown in FIG. 5A, when the water level is equal to or lower than L1, the discharge amount of the suction pump 21 is kept constant (shown by a control line c) or is increased (shown by a control line d) as the water level increases. When this range E is exceeded (that is, when the water level exceeds L1), the amount of discharge is increased from the normal range E as shown by e, or control is performed to increase the ratio with respect to the water level, thereby suddenly It is possible to prevent a sudden increase in water level due to spring water.
[0036]
FIG. 5B shows another example of the water level control. In this example, when the water level L in the hopper 60 exceeds the upper limit L1 of the normal range, suction is performed as shown by lines g and h. The pump 21 is set to the maximum flow rate, and the water supply amount is set to zero. With this setting, it is possible to return to the normal range E more quickly. In addition, there is a method of increasing or decreasing the water supply amount or the discharge amount in a stepwise manner. In addition, a combination of the control line e in FIG. 5A and the control line h in FIG. Various control modes such as a combination of the line f and the control line g in FIG. 5B can be adopted.
[0037]
Here, as shown in FIG. 4C, the water level of the hopper 60 is increased, that is, the water pressure to the pressure chamber 33a of the fluid pressure packing 33 is increased in response to the detection signal of the water pressure gauge 4, and as shown in FIG. ), The setting signal P1 by the pressure signal generating means 81 is compared with the pressure detection signal P2 of the pressure chamber 33a by the pressure gauge 5, and water is injected from the injection pump 9 until P1 = P2. By controlling the water pressure of 33a, a fluid pressure corresponding to the pressure of spring water can be set. If the water pressure in the pressure chamber 33a is too high with respect to the spring water pressure, the fluid pressure controller 80 opens the opening / closing valve 30 to release a part of the water in the pressure chamber 33a to the open tank 23 to lower the water pressure. . This can prevent the life of the fluid pressure packing 33 from being shortened due to the supply of fluid pressure more than necessary to the fluid pressure packing 33.
[0038]
Note that air can be used as the fluid supplied to the pressure chamber 33a instead of water.
[0039]
FIGS. 5 (C) and 5 (D) show other control examples of the water level L in the hopper 60. In the normal water level range E, these are mainly indicated by the control line i indicating the discharge amount of the suction pump 21. , The water level L is controlled to a predetermined level, and the water supply amount Q is made substantially constant as shown by a control line j. In the case where the spring water exceeds the upper limit level L1 of the normal range E, for example, As shown by a control line h in FIG. 5C, the water supply amount Q is made zero to increase the discharge amount as shown by a control line e, or as shown by a control line g in FIG. The control is performed such that the discharge amount of the suction pump 21 is maximized and the water supply amount is reduced as the water level rises as shown by a control line f. Even if the pumps 15 and 21 are controlled in this way, it is possible to prevent a danger that the inside of the chamber 2 is filled with the spring water, and that the spring water pushes the partition wall 45 and pushes the excavator body 19 backward.
[0040]
In addition, in the said Example, although the example which provided the fluid pressure packing 33 in one place of the outer periphery of the excavator main body 19 was shown, as shown in Japanese Utility Model Publication No. 2-20316, the front trunk 39 and the rear trunk The hydraulic packing may be provided in each of the 35, and control may be performed such that only the hydraulic packing that has not moved with respect to the ground contacts the downhole wall 7.
[0041]
【The invention's effect】
According to claims 1 to 4, when the water level in the hopper (in the chamber) reaches a level that cannot be controlled by normal control due to sudden spring water, the discharge of the suction pump is increased, or Since the amount of water supply is reduced or set to zero, even if a large amount of spring water suddenly occurs, the spring water can be discharged to the outside, and a large amount of spring water leaks into the body of the excavator Stagnation can be prevented. In addition, it is possible to avoid the danger that the spring water fills the chamber and the excavator body is pushed backward.
[0042]
In addition, since special equipment such as a dedicated pump is not required for spring water, it can be implemented economically.
[0043]
Also, when the excavation is stopped, by turning on the power so that the water level detecting means such as a water pressure gauge, the fluid supply means for the fluid pressure packing, the discharge line, etc. can be operated, the automatic operation by the suction pump according to the amount of spring water is performed. Emissions are possible, increasing safety.
[0044]
In addition, when the abnormal water level rises due to spring water, the amount of water supplied by the water pump is reduced or eliminated when the water level rises due to the spring water. Or it can be eliminated, which is economical.
[0045]
According to the fifth and sixth aspects, when the water level in the chamber rises abnormally, the fluid pressure of the fluid pressure packing on the outer periphery of the excavator body is changed according to the water level, so that the fluid pressure is reduced to the water pressure of the spring water. Proper fluid pressure is supplied and unnecessarily high fluid pressure is not supplied to the hydraulic packing, so that the life of the hydraulic packing provided on the outer periphery of the excavator body for stopping spring water can be extended.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a tunnel excavator for performing a tunnel excavation method according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of the tunnel excavator of the embodiment of FIG.
FIG. 3 is an enlarged sectional view of a front portion of the tunnel excavator according to the embodiment of FIG. 1;
4A is an enlarged view of a part A of FIG. 3 showing a fluid pressure packing, FIG. 4B is a configuration diagram of a fluid pressure controller, and FIG. 4C is a water level and a pressure chamber setting pressure for explaining control of the fluid pressure controller. It is a relation diagram with a signal.
5 (A) to 5 (D) are diagrams illustrating the relationship between the water level, the water supply amount and the discharge amount for explaining the hopper water level control mode in the embodiment of FIGS. 1 to 3. FIG.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a conventional tunnel excavator.
[Explanation of symbols]
2: chamber, 4: water pressure gauge, 5: pressure gauge, 6: water, 7: wellhead, 8: water injection device, 9: water injection pump, 9a: control device, 10, 30: open / close valve, 11: water supply device, 12: Water tank, 14: Water pipe, 15: Water pump, 15a: Control device, 19: Excavator body, 20: Drain pipe, 21: Suction pump, 21a: Control device, 22: Crusher, 23: Open tank , 24: mud pump, 25, 26a, 26b, 27: signal cable, 29: processing unit, 33: fluid pressure packing, 33a: pressure chamber, 35: rear trunk, 39: front trunk, 40: middle trunk, 40a : Front tube, 40b: rear tube, 41, 42: middle bent portion, 45: partition, 54: cutter disk, 59: drive motor for rotating the cutter disk, 60: hopper, 61: mud pipe, 70: front gripper , 71: Rear Gripper, 80: fluid pressure controller, 81: pressure signal generating means, 82: comparison control unit, 83: Driver circuit, 84: switching circuit, 85: manually operated circuit

Claims (6)

掘削機本体の前部に設けたカッタディスクにより切羽を掘削し、
掘削した土砂を隔壁とカッタディスクとの間のチャンバ内に設けたホッパに集積させ、
該ホッパ内に隔壁の外部から送水ポンプにより水を供給すると共に、ホッパ内の泥水を土砂と共にサクションポンプにより排出し、
ホッパ内の水位により前記送水ポンプによる送水量を制御することにより、ホッパ内の水位を所定レベルに制御し、
ホッパ内水位の異常上昇時にサクションポンプによる排出量を増大させる
ことを特徴とするトンネル掘削方法。The face is excavated by the cutter disk provided at the front of the excavator body,
The excavated earth and sand is accumulated in a hopper provided in the chamber between the bulkhead and the cutter disk,
While supplying water to the hopper from outside the partition by a water supply pump, muddy water in the hopper is discharged together with earth and sand by a suction pump,
By controlling the amount of water supplied by the water supply pump according to the water level in the hopper, the water level in the hopper is controlled to a predetermined level,
A tunnel excavation method characterized by increasing the amount of discharge by a suction pump when the water level in a hopper rises abnormally. 掘削機本体の前面に設けられたカッタディスクと、
カッタディスクと隔壁との間に形成されるチャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、カッタディスクの回転により掘削された土砂を集積するホッパと、
該ホッパ内に水を供給する送水ポンプと、
前記ホッパ内の泥水を土砂と共に排出するサクションポンプと、
前記ホッパ内の水位を検出する水位検出手段と、
該水位検出手段により検出される水位により前記送水ポンプによる送水量を制御して該ホッパ内水位を所定レベルに保つ水位制御手段と、
ホッパ内水位の異常上昇時に前記サクションポンプによる排出量を増大させる排出制御装置とを備えた
ことを特徴とするトンネル掘削機。A cutter disc provided on the front of the excavator body,
A chamber formed between the cutter disk and the partition,
A hopper provided in the chamber and accumulating earth and sand excavated by rotation of the cutter disk;
A water pump for supplying water into the hopper,
A suction pump for discharging muddy water in the hopper together with earth and sand,
Water level detecting means for detecting a water level in the hopper,
Water level control means for controlling the water supply amount by the water supply pump based on the water level detected by the water level detection means to keep the water level in the hopper at a predetermined level;
A tunnel excavator comprising: a discharge control device that increases a discharge amount of the suction pump when a water level in a hopper rises abnormally. 掘削機本体の前面に設けたカッタディスクにより切羽を掘削し、
掘削した土砂を隔壁とカッタディスクとの間のチャンバ内に設けたホッパに集積させ、
該ホッパ内に隔壁の外部から送水ポンプにより水を供給すると共に、ホッパ内の泥水を土砂と共にサクションポンプにより排出し、
ホッパ内の水位により前記サクションポンプによる排出量を制御することにより、ホッパ内の水位を所定レベルに制御し、
ホッパ内水位の異常上昇時に送水ポンプによる送水量を減少または無くす
ことを特徴とするトンネル掘削方法。The face is excavated by the cutter disk provided on the front of the excavator body,
The excavated earth and sand is accumulated in a hopper provided in the chamber between the bulkhead and the cutter disk,
While supplying water to the hopper from outside the partition by a water supply pump, muddy water in the hopper is discharged together with earth and sand by a suction pump,
By controlling the discharge amount by the suction pump according to the water level in the hopper, the water level in the hopper is controlled to a predetermined level,
A tunnel excavation method characterized by reducing or eliminating the amount of water supplied by a water supply pump when the water level in a hopper rises abnormally. 掘削機本体の前面に設けられたカッタディスクと、
カッタディスクと隔壁との間に形成されるチャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、カッタディスクの回転により掘削された土砂を集積するホッパと、
該ホッパ内に水を供給する送水ポンプと、
前記ホッパ内の泥水を土砂と共に排出するサクションポンプと、
前記ホッパ内の水位を検出する水位検出手段と、
該水位検出手段により検出される水位により前記サクションポンプによる排出量を制御して該ホッパ内水位を所定レベルに保つ水位制御手段と、
ホッパ内水位の異常上昇時に前記送水ポンプによる送水量を減少または無くす送水制御装置とを備えた
ことを特徴とするトンネル掘削機。A cutter disc provided on the front of the excavator body,
A chamber formed between the cutter disk and the partition,
A hopper provided in the chamber and accumulating earth and sand excavated by rotation of the cutter disk;
A water pump for supplying water into the hopper,
A suction pump for discharging muddy water in the hopper together with earth and sand,
Water level detecting means for detecting a water level in the hopper,
Water level control means for controlling the discharge amount by the suction pump based on the water level detected by the water level detection means to keep the water level in the hopper at a predetermined level;
A tunnel excavator, comprising: a water supply control device that reduces or eliminates the amount of water supplied by the water supply pump when the water level in the hopper rises abnormally. 請求項１または３に記載のトンネル掘削方法において、
前記掘削機本体の外周側スキンプレートに、全周にわたって凹部を設け、
該凹部に、内部に流体を圧入することにより膨張して坑壁に押し付けられることにより、切羽からの湧水を止める流体圧パッキングを設け、
チャンバ内水位の異常上昇時に、その水位が高い程前記流体圧パッキング内に供給する流体圧を高くする
ことを特徴とするトンネル掘削方法。 The tunnel excavation method according to claim 1 or 3,
On the outer peripheral side skin plate of the excavator body, a recess is provided over the entire circumference,
The concave portion is provided with a fluid pressure packing that stops spring water from the face by being expanded by being pressurized with a fluid and pressed against the pit wall,
A method for excavating a tunnel, characterized in that when the water level in the chamber rises abnormally, the higher the water level, the higher the fluid pressure to be supplied into the fluid pressure packing. 請求項２または４に記載のトンネル掘削機において、
前記掘削機本体の外周側スキンプレートに、全周にわたって設けた凹部と、
該凹部に設けられ、内部に流体を圧入することにより膨張して坑壁に押し付けられることにより、切羽からの湧水を止める流体圧パッキングと、
チャンバ内水位の異常上昇を検出する水位検出手段と、
該水位検出手段により水位以上が検出された際に、その水位が高い程前記流体圧パッキングに供給する流体圧を大とする流体圧制御手段とを備えた
ことを特徴とするトンネル掘削機。 The tunnel excavator according to claim 2 or 4,
On the outer peripheral side skin plate of the excavator body, a recess formed over the entire circumference,
Fluid pressure packing that is provided in the concave portion, expands by pressing a fluid into the inside, and is pressed against a pit wall, thereby stopping spring water from the face.
Water level detection means for detecting an abnormal rise in the water level in the chamber;
And a fluid pressure control means for increasing the fluid pressure supplied to the fluid pressure packing as the water level is higher when the water level is detected by the water level detecting means.

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